Keysight giới thiệu môi trường mạch đầu tiên với tính năng lượng tử hóa từ thông miền tần số

Keysight vừa giới thiệu Quantum Circuit Simulation, một môi trường thiết kế mạch mới, đẩy nhanh quá trình phát triển các mạch lượng tử phức tạp. Ngoài ra, nhờ hợp tác với Google Quantum AI, giải pháp này được bổ sung tính năng lượng tử hóa từ thông tiên tiến lần đầu tiên được đưa ra thị trường.

Trong lĩnh vực mạch lượng tử siêu dẫn, việc mô hình hóa chính xác lượng tử hóa từ thông có vai trò rất quan trọng. Đặc tính cơ bản này đảm bảo rằng từ thông qua một vòng siêu dẫn được lượng tử hóa thành các đơn vị rời rạc, một khía cạnh quan trọng trong hoạt động của các mạch lượng tử. Google Quantum AI và Keysight đã hợp tác để giải quyết thách thức này và mở rộng các mô phỏng mạch lượng tử bằng cách tích hợp lượng tử hóa từ thông miền tần số vào các công cụ giải mạch. Nhờ khả năng mô hình hóa chính xác lượng tử hóa từ thông, giải pháp mới này giúp các nhà nghiên cứu thiết kế các mạch siêu dẫn đáng tin cậy và hiệu quả hơn. 

Thành công của dự án hợp tác này được nêu chi tiết trong một bài báo kỹ thuật được đăng gần đây dưới tiêu đề “Xây dựng mô hình các mạch tiếp giáp Josephson lượng tử hóa từ thông trong Keysight ADS”. Bài báo này trình bày cách tiếp cận mới đối với quá trình lượng tử hóa từ thông và tác động đáng kể của nó trong lĩnh vực điện toán lượng tử. Thành công này đặt ra một tiêu chuẩn mới về độ chính xác và hiệu lực của việc mô hình hóa các mạch siêu dẫn.

Giải pháp mới này đơn giản hóa quy trình làm việc lượng tử với khả năng lượng tử hóa từ thông tiên tiến trong miền tần số, cho phép nâng cao độ chính xác và năng lực phân tích các mạch lượng tử lớn, phi tuyến tính cao. Nhờ đó, các nhà nghiên cứu có thể cải thiện độ chính xác của mô hình hóa mạch lượng tử phức tạp, giảm lỗi tính toán và nâng cao độ tin cậy tổng thể của các mô phỏng. 

Các tính năng chính của giải pháp mô phỏng và thiết kế Quantum Circuit Simulation bao gồm:

• Thư viện thiết bị lượng tử – Tích hợp thư viện các thiết bị lượng tử trong Keysight ADS bao gồm các thiết bị được sử dụng thường xuyên nhất như SQUID RF/DC, SNAIL, FLUXONIUM và SNAKE.
• Môi trường thiết kế toàn diện – Cung cấp các công cụ mô phỏng mạch phi tuyến như cân bằng hài, tạm thời/tích chập cho miền thời gian, đường bao mạch cho miền điều chế và công cụ tạo mô hình phi tuyến tham số x.
• Điều khiển lượng tử nâng cao – Cho phép điều khiển các mạch siêu dẫn bằng từ thông bên ngoài, cho phép điều khiển và thao tác chính xác hơn các mạch lượng tử trong các ứng dụng điện toán lượng tử tiên tiến. 
• Thiết kế đơn giản – Đơn giản hóa việc thiết kế các mạch lượng tử tham số bao gồm các bộ khuếch đại lượng tử, các khối trọng yếu trong chuỗi đầu ra của các hệ thống lượng tử giúp cải thiện độ tin cậy đọc.

Là một doanh nghiệp quan trọng trong lĩnh vực điện toán lượng tử, đang tạo ra những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực này, Ofer Naaman, Nhà khoa học nghiên cứu, Google Quantum AI cho biết: “Quantum Circuit Simulation cho phép đưa các điều kiện lượng tử hóa từ thông vào mô phỏng miền tần số ADS của các thiết bị siêu dẫn. Tính năng trọng yếu này nâng cao khả năng sử dụng của các công cụ EDA hiện đại trong thiết kế mạch siêu dẫn vi sóng”.

Mohamed Hassan, Trưởng bộ phận Lập kế hoạch giải pháp Lượng tử, Keysight EDA cho biết thêm, tính năng quan trọng này phát huy các năng lực EDA để hợp lý hóa quá trình thiết kế các mạch vi sóng siêu dẫn cho các ứng dụng lượng tử và các ứng dụng khác. Dự đoán tính năng mới này sẽ trao quyền để các kỹ sư lượng tử nâng cao hiệu năng của các mạch lượng tử tham số, đặc biệt là về xử lý năng lượng và băng thông, là những tính năng quan trọng đối với việc đọc các qubit trong máy tính lượng tử.